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天津外环泡沫沥青厂拌冷再生技术应用研究

 思阔 2022-02-10

摘 要

依托天津外环高速公路路面大修工程,对泡沫沥青厂拌冷再生技术应用进行了研究,并通过实体工程检验泡沫沥青厂拌冷再生施工工艺、质量过程控制与检验。泡沫沥青厂拌冷再生混合料的拌和采用连续式拌和设备,连续式拌和设备具备水泥和外加水的添加系统。混合料宜随拌随用,储存时间不宜超过6h。集料之间的润滑不是靠沥青,主要靠添加水分来实现,因而混合料摊铺、碾压过程的和易性较差,要求更大的压实功。配备了大吨位的压路机,按常规初压、复压、终压步骤碾压。初压应用单钢轮调频调幅振动压路机碾压,先静后振,用高频低幅强进后振。泡沫沥青厂拌冷再生技术应用进行了研究成果为类似工程施工提供技术借鉴技术。

关键词

泡沫沥青厂拌 | 冷再生 | 施工工艺

工程概况

天津外环路全长71.3km,路基宽度50m范围,城市主干路。内侧为绿化带及外环辅路,外侧为绿化平台及外环河。地势平坦,地下水及地表水排泄不畅,地下水的埋深大多在1.1~3.5m左右。平原广阔平坦,沟渠纵横,湖洼坑塘遍布。属于温暖带半湿润大陆性季节性气候。春季冷暖多变,多风干旱;夏季雨热共济,湿重温高;秋季风和日丽,天高云淡;冬季雨雪稀少,干燥寒冷。年平均气温11~12℃,八月平均气温27.9℃,极端最高气温40.3℃。年平均降雨量652.5mm。春雨渐增,夏雨集中,秋雨骤减,冬雪稀少。夏季6月中旬~9月中旬为雨季(汛期)。沿线标准冻土深度0.6m,冻结期平均为130天,霜冻期可达187天。

2016年,对天津外环高速公路全线路面进行大修,单项通行,分段实施。路面大修翻新重置路面结构为2×18cm石灰粉煤灰碎石(8∶12∶80)+12cm泡沫冷再生混合料+8cm中粒式沥青混凝土(AC-20)+4cm细粒式改性沥青混凝土(SBS I-D,AC-13)。根据1~4车道连续块状裂缝、龟裂、车辙、破损、沉陷的严重程度,分别铣刨重置单面层、双面层、全部路面、一部基层、二部基层所需的后度。依次铺筑2×18cm石灰粉煤灰碎石(8∶12∶80)+12cm泡沫冷再生混合料+8cm中粒式沥青混凝土(AC-20)+4cm细粒式改性沥青混凝土(SBS I-D,AC-13)。K54+000-K61+170.353作为先导段先期开工,研究泡沫沥青厂拌冷再工艺技术,并通过实体工程检验泡沫沥青厂拌冷再生施工工艺、质量过程控制。

泡沫沥青厂拌冷再生混合料拌和

泡沫沥青厂拌冷再生混合料的拌和设备,选用连续投料式拌和设备。在每个冷料仓上都装有以可将超粒径的材料筛除掉的筛网,通过控制冷料仓的送料速度,来控制RAP回收旧料和添加新料的比例。检查混合料组配情况也从输送皮带上定时提取样品。连续投料式拌和设备,装备了外加水和水泥的添加系统。通过由流量泵控制外加水添加系统,这样可以连续均匀添加水。水泥添加系统则采用螺旋输送器方式将水泥添加至拌和集料中。集料潮湿时,应边添加边搅拌,且注意添加后水泥的均匀分布性。施工前,根据泡沫沥青冷再生混合料配合比设计参数,调试连续投料式厂拌设备,保证拌和的泡沫沥青冷再生混合料色泽均匀一致,无离析,无结团现象。泡沫沥青冷再生混合料的拌和速度,要与摊铺速度相匹配,混合料应随拌随用,需要短时间储存时,储存的时限应控制不超过6h。

泡沫沥青冷厂拌再生混合料的运输

拌和好的泡沫沥青冷再生混合料,使用40t自卸汽车输送,运输车辆的车厢应严密、干净,底部平整、清洁,车厢金属底板涂刷油脂隔离剂,要涂刷均匀并要防止隔离剂积聚装车时要采取减少离析措施,自卸汽车要前后移动,按前、后、中顺序平衡装料,每装一次移动一个位置,多次装满。配备了20台40t自卸汽车,与摊铺机摊铺能力、运输距离相匹配。在摊铺机前形成供料车流且始终有待卸车辆等待。为保持混合料的含水量稳定,拌泡沫沥青冷再生混合料在运输过程中必须覆盖篷布。在运料车进入摊铺现场的路口,设立轮胎冲洗保洁设施,使车辆轮胎干净,不得粘有泥土等可能污染路面污染物。运料车在卸料时,将车倒停在距离摊铺机20~30cm处,挂空挡依靠摊铺机推动前进,根据前场指挥人员的指令卸料,卸料后快速驶离。

泡沫沥青冷再生混合料的摊铺

泡沫沥青再生混合料采用SP90S型摊铺机摊铺作业,有自动找平装置和自动调节摊铺厚度装置。高程控制采用钢丝绳基准线法,摊铺机两边均走钢丝准线。为保证摊铺的连续性,摊铺机前待卸等候运料车有5辆以上时,方以开始摊铺作业。允许运料车等侯摊铺机,不得摊铺机等候运料车。摊铺机熨平板不预热,摊铺过程也不加热。熨平板的振捣压实装置调整到摊铺的混合料的初始压实度达到85%。摊铺速度宜控制在2~3m/min,要与拌和站场拌泡沫沥青冷再生混合料的能力和车辆运输能力相协调。摊铺时要连续、匀速,避免停顿而影响平整度。运料车卸料要连续,避免出现摊铺停机而影响平整度。摊铺机的传感器与基准钢丝线,要有专看护,检测钢丝线拉线张力和挠度度,保证标高的准确性,测量人员要及时把标高的检测值,反馈给摊铺机操作工,及时更正,防止表面出现波浪式。运料车辆卸料快捷、有序,要使摊铺机料斗不脱料,避免摊铺机料在摊铺过程中拢料。在摊铺机操作人员要对已摊铺的泡沫沥青冷拌料,检查平整度、高程并及时返馈,对摊铺混合料上层的局部离散,要把离散集料及时铲除,填补新拌混合料并及时碾压。摊铺机料仓的混合料要高于能将螺旋布料器埋入2/3位置,有利于减少混合料离析。

泡沫沥青冷再生混合料的碾压

泡沫沥青冷再生混合料集料之间的润滑不是靠沥青,主要靠添加水分来实现,因而混合料碾压过程的和易性较差,要选用大吨位压路机碾压。本工程配置了2台22t单钢轮调频调幅振动压路机,2台12t双钢轮振动压路机振动碾压,1台30t轮胎压路机。泡沫沥青冷再生混合料碾压顺序也有别于普通沥青混合土,初先用22t单钢轮调频调幅振动压路机静压1遍,再低频高幅碾压3遍,进退往返均低频高幅碾压,碾压速度1.5~3km,压路机从低向高,从外侧向路中心依次碾压,相邻碾压带应重叠不小于轮宽的1/3。复压紧随其后,用12t双钢轮振动压路机振动碾压4遍,碾压速度2~4km,碾压达到压实标准时,需无明显痕迹。终压用30t轮胎压路机收光碾压2遍,碾压速度3~5km,碾压至无明显痕迹终止碾压。碾压工程中,混合料表面应保持湿润,必要时可补洒少量的水。要选择合理的碾压长度,能在1个小时完成碾压。碾压工程中如出现起皮、松散、弹簧要及时处理。碾压结完毕后,所有施工设备均不得停留在已碾压完成的混合料结构层上,以避免施工设备洒漏污染路面。要管控铺筑好的再生层交通,并不得堆放杂物,保持清洁污染。养生期内做好保护,保持整洁,不得造成污染,严禁在其上堆放施工产生的废料。及时检查压实度、平整度和结构层厚度,不符合设计和规范要求时,应及时处置。泡沫沥青冷再生混合料再生层要进行养护,内部的含水率低于2%时,在其顶面喷洒透层油并撒布少量石屑,即可开放交通。

现场检测

泡沫沥青冷再生现场实测项目如表1所示。

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压实度现场检测用灌沙法,重型击实法标准,现场取料进行击实密度检测,重型击实法,实测最大干密度为2.244g/cm^3,达到最大标准干密度的98.6%,符合设计与规范要求。

结语

(1)泡沫沥青厂拌冷再生混合料的拌和采用连续式拌和设备,连续式拌和设备具备水泥和外加水的添加系统。

(2)泡沫沥青冷再生混合料宜随拌随用,储存时间不宜超过6h。

(3)配备了20台40t自卸汽车,与摊铺机摊铺能力、运输距离相匹配。

(4)泡沫沥青冷再生混合料集料之间的润滑不是靠沥青,主要靠添加水分来实现,因而混合料摊铺、碾压过程的和易性较差,要求更大的压实功。

(5)碾压需配备足够多的大吨位的压路机,按常规初压、复压、终压步骤碾压。初压用大吨位单钢轮调频调幅振动压路机碾压,先静后振,振动用高频低幅强振。

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